家庭智能網(wǎng)關在人們的日常生活中發(fā)揮著重要作用，其借助現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡技術，聯(lián)動家中各種智能設備，為人們帶來各種多樣化、個性化的服務。下面，小編就為大家介紹一下家庭智能網(wǎng)關系統(tǒng)解決方案。

家庭智能網(wǎng)關系統(tǒng)解決方案采取的研究方法、技術路線

本次家庭智能網(wǎng)關系統(tǒng)解決方案采取的是基于改進UDP協(xié)議的智能家庭網(wǎng)關技術方案，采用單片機PIC來控制以太網(wǎng)模塊，無需操作系統(tǒng)支持，以適合項目預期及低成本、低功耗、實時性好、擴展性強的要求。

項目基本功能的實現(xiàn)是在兩個主要控制芯片PIC單片機和Ethernet網(wǎng)絡接口，采用改進的U+DP協(xié)議，完成大部分的控制信息的傳輸。

家庭智能網(wǎng)關系統(tǒng)解決方案項目硬件設計

單片機PIC主要負責對Etnernet網(wǎng)絡接口進行讀寫及復位控制。

Ethernet是一個高度集成的以太網(wǎng)芯片，能簡單的實現(xiàn)即插即用并兼容NE2000、掉電等特性。它將封裝好的以太網(wǎng)幀進行處理并通過網(wǎng)絡接口和雙絞線進行傳輸。

Ethernet有復位及讀寫控制管腳，需要通過相應的地址端口和數(shù)據(jù)端口對Ethernet中的寄存器進行配置，實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。在實際硬件連接中，將P0.8-P0.12作為地址端口，P0.16-P0.23作為數(shù)據(jù)端口，P0.7作為復位引腳對RTL8019進行復位，P0.13作為讀引腳控制以太網(wǎng)模塊從相應數(shù)據(jù)端口讀數(shù)據(jù)，P0.14作為寫引腳控制以太網(wǎng)模塊往相應數(shù)據(jù)端口寫數(shù)據(jù)。

家庭智能網(wǎng)關系統(tǒng)解決方案項目軟件設計

軟件的設計是在Agilent公司的ADS1.2開發(fā)環(huán)境下進行的。最重要的部分就是完成UDP包的發(fā)送、處理及接收。

操作類型占用1個字節(jié)，00h代表初始化建立握手請求，01h代表初始化建立握手應答，02h代表發(fā)送請求，03h代表發(fā)送響應，其他值默認保留。操作對象占用2個字節(jié)，在服務器端，它接收到的UDP數(shù)據(jù)報內(nèi)容中的操作對象即為對應客戶端的端口號;在客戶端，它接收到的UDP數(shù)據(jù)報內(nèi)容中的操作對象則為自身的端口號。操作內(nèi)容即為具體的實現(xiàn)操作，占用40個字節(jié)。

針對數(shù)據(jù)內(nèi)容的安全性問題，采用了RC4算法對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行加密解密。它是一個可變密鑰長度、面向字節(jié)操作的流密碼，其基本思想為：首先初始化一個長度為256的S數(shù)組：依次對S【0】，S【1】，…，S【255】賦0到255的8位數(shù)值，輸入可變長度密鑰，根據(jù)密鑰內(nèi)容及長度建立臨時數(shù)組T。然后根據(jù)數(shù)組T的內(nèi)容置換S數(shù)組;最后將S數(shù)組按一定的方式轉(zhuǎn)化成密鑰流q。在發(fā)送端，依據(jù)密鑰流q對原始數(shù)據(jù)“data”進行異或，即加密。在接收端，輸入與發(fā)送端一樣的密鑰，運用和發(fā)送端同樣的算法生成相同的密鑰流對已加密的數(shù)據(jù)“datam”進行異或，即完成數(shù)據(jù)解密。

數(shù)據(jù)包的解析過程是封裝的逆過程，系統(tǒng)接收到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀后，首先檢驗它的校驗和，如果校驗和出現(xiàn)錯誤就丟棄該數(shù)據(jù)包，命令發(fā)送方重新發(fā)送。否則繼續(xù)判斷數(shù)據(jù)包的類型，確定是IP數(shù)據(jù)報后，根據(jù)數(shù)據(jù)報的格式進行進一步檢驗，最后再經(jīng)過一次拆包獲取UDP數(shù)據(jù)報的內(nèi)容來決定下一步的工作，并發(fā)送一個確認數(shù)據(jù)包。

以上就是家庭智能網(wǎng)關系統(tǒng)解決方案的相關內(nèi)容，希望能夠幫助到大家。

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